ساختار زمین

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

این مقاله مربوط به ساختار درونی زمین است. برای ساختار بیرونی زمین، جو زمین را ببینید.

ساختار زمین
Earth-crust-cutaway-Persian.svg




ساختار زمین شامل سه لایهٔ اصلی پوسته، گوشته و هسته و لایه‌های غیراصلی پوستهٔ قاره‌ای، پوستهٔ اقیانوسی، سنگ‌کره، سست‌کره، گوشتهٔ بالایی، گوشتهٔ پایینی، هسته درونی و هسته بیرونی است.

پوسته بیرونی‌ترین لایهٔ زمین است و بیشتر از اکسیژن و سیلیکون ساخته‌شده و تنها جایی است که زندگی بر روی آن شناخته شده‌است. گوشته بزرگ‌ترین لایهٔ زمین است و از سنگ‌های نیمه جامد بسیار نرم و چگال و بیشتر از آهن و منیزیم ساخته شده‌است. سنگ‌کره بخش سفت و سخت زمین و به حالت جامد است و تمام سطح کرهٔ زمین از بالای کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را می‌پوشاند و از کانی‌ها ساخته شده‌است. سنگ‌کره همیشه به آرامی در حال حرکت است و به بشقاب‌های زمین‌ساختی تکه‌تکه شده‌است. جنبش زمین‌ساخت بشقابی عامل بسیاری از رویدادهای زمین‌شناسی مانند زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها است. سست‌کره بخش نرم کرهٔ زمین است که گمان زده می‌شود که بسیار گرم‌تر و مایع‌تر از سنگ‌کره باشد. اگرچه سنگ‌های این لایه جامد و نیمه گداخته هستند، اما در پاسخ به تغییر شکل، روان و جاری می‌شوند. هسته درونی‌ترین و گرم‌ترین لایهٔ کرهٔ زمین است و به طور کامل از فلز ساخته شده‌است. هستهٔ بیرونی از فلزات ذوب‌شدهٔ آهن و نیکل و هم‌چنین گوگرد ساخته‌شده و به باور دانشمندان، میدان مغناطیسی زمین را کنترل می‌کند. جنس هستهٔ درونی زمین، جامد و از آهن است و دمای آن °۶٬۰۰۰۰ سانتی‌گراد (به اندازهٔ دمای سطح خورشید) و فشار آن ۴۵٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع است. شعاع متوسط کرهٔ زمین (از پوسته تا مرکز هسته) ۶٬۳۷۱٫۰۰ کیلومتر و با نماد علمی ۱۰۳×۶٫۳۷۱۰ کیلومتر است.

اطلاعات کنونی ما دربارهٔ ساختار زمین از مطالعات دربارهٔ مسیرها و ویژگی‌های امواج لرزه‌ای (امواج پی[پ ۱] و اس[پ ۲]) و آزمایش بر روی کانی‌ها و مشاهدات سنگ‌های سطحی و حرکات زمین در منظومهٔ خورشیدی به دست آمده‌است.

حدود ۲۷۰ میلیون سال پیش، ابرقاره‌ای به نام پانجه‌آ[پ ۳] (شامل همهٔ قاره‌های زمین) وجود داشت که یک سوم زمین را پوشش می‌داد و اقیانوس[پ ۴] جهانی پانتالاسا[پ ۵] آن را احاطه کرده‌بود. فروپاشی این ابرقاره در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش آغاز شد و سرانجام قاره‌های امروزی (آسیا، آفریقا، آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، جنوبگان، اروپا و استرالیا) پدید آمدند. اکنون علاوه بر این هفت قاره، پنج اقیانوس (اقیانوس آرام، اقیانوس اطلس، اقیانوس هند، اقیانوس منجمد جنوبی و اقیانوس منجمد شمالی) بر روی زمین وجود دارد. به عوارض سطح زمین، زمین‌چهره می‌گویند که ساخت زمین‌چهره‌ها گاهی اوقات میلیون‌ها سال طول می‌کشد.

گرانش زمین توسط آیزاک نیوتن کشف‌شد و گرانش استاندارد برابر با ۹٫۸۰۶۶۵ متر بر مجذور ثانیه (m/s۲) است. اما مقدار گرانش در همه جای زمین یکسان نیست و به چرخش زمین، ارتفاع از سطح دریا، تفاوت جرم و جزر و مد وابسته است. با افزایش ژرفای زمین، دما و فشار نیز افزایش می‌یابد. جرم زمین برابر با ۱۰۲۴×۵٬۹۷۲۲ کیلوگرم و حجم آن برابر با ۱۰۱۲×۱٫۰۸۳۲۱ کیلومتر مربع و چگالی آن برابر با ۵٫۵۱۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

عناصر و ترکیبات سازندهٔ زمین[ویرایش]

زمین از کانی‌ها، گدازه، مایعات و ترکیبات فرار ساخته شده‌است.[۱] اکسیژن فراوان‌ترین عنصر سازندهٔ بخش سنگی زمین (پوسته و گوشته) است. علاوه بر اکسیژن، بیشتر سنگ‌ها دارای عنصر سیلیکون هستند و این‌گونه سنگ‌ها را سنگ‌های سیلیکاتی می‌نامند. تنها برخی از سنگ‌های رسوبی مانند سنگ آهک دارای اکسیژن هستند، اما سیلیکون ندارند. این‌گونه سنگ‌ها در نزدیکی سطح پوسته یافت می‌شوند. سنگ‌ها دارای ترکیباتی از اکسیدهای برخی عناصر هستند. برخی از این ترکیبات عبارتند از: سیلیسیم دی‌اکسید (SiO۲آلومینیم تری‌اکسید (Al۲O۳اکسید منیزیم (MgO)، اکسید آهن (FeO)، اکسید کلسیم (CaO)، سدیم اکسید (Na۲O) و پتاسیم اکسید (K۲O).[۲]

برخی از عناصر ساختار زمین معروف به عنصصرهای خاکی کمیاب یا فلزات خاکی کمیاب هستند. این فلزات عبارتند از: اسکاندیم (Sc)، ایتریم (Y)، لانتان (La)، سریم (Ce)، پرازئودیمیم (Pr)، نئودیمیم (Nd)، پرومتیم (Pm)، ساماریم (Sm)، یوروپیم (Eu)، گادولینیم (Gd)، تربیم (Tb)، دیسپروزیم (Dy)، هولمیم (Ho)، اربیم (Er)، تولیم (Tm)، ایتربیم (Yb) و لوتتیم (Lu). هنگامی که این فلزات با فلزات دیگر آلیاژ می‌شوند، می‌توانند افزایش خاصیت مغناطیسی، مقاومت و دمای بالا و ویژگی‌های دیگری را ارائه‌دهند. برای نمونه، آهن‌ربا با مقاومت بالا از نئودیمیم، آهن و بور ساخته شده‌است.[۳]

درصد عناصر سازندهٔ زمین[۲]
عنصر نماد شیمیایی درصد موجود در پوسته درصد موجود در گوشته درصد موجود در هسته درصد موجود در زمین
آهن
Fe
۵
۶
۸۵
۳۲
اکسیژن
O
۴۷
۴۴
۶
۳۰
سیلیکون
Si
۲۸
۲۲
۱۵
منیزیم
Mg
۲٫۱
۲۳
۱۴
گوگرد
S
۲
۲٫۹
نیکل
Ni
۵
۱٫۸
کلسیم
Ca
۳٫۶
۲٫۳
۱٫۵
آلومینیم
Al
۸
۲٫۲
۱٫۴
سدیم
Na
۲٫۸
۰٫۲
پتاسیم
K
۲٫۶
عناصر دیگر
۰٫۹
۰٫۳
۲
۱٫۴

مطالعه پیرامون ساختار زمین[ویرایش]

حرکت امواج لرزه‌ای (امواج پی و اس)حدود

سه قرن پیش، آیزاک نیوتن پیرامون سیارات و نیروی گرانش به مطالعه پرداخت و محاسبه‌کرد که میانگین چگالی زمین دو برابر چگالی سنگ‌های سطح زمین است و به همین دلیل درون زمین باید از سنگ‌های بسیار چگالتر ساخته شده‌باشد. دانش ما دربارهٔ درون زمین نسبت به دوران نیوتن بسیار بهبود یافته‌است، اما مقدار چگالی زمین نسبت به آن زمان تغییری نکرده‌است. اطلاعات کنونی ما دربارهٔ درون زمین از مطالعات پیرامون مسیرها و ویژگی‌های امواج لرزه‌ای و آزمایش بر روی کانی‌های و سنگ‌های سطحی در دما و فشار بالا به دست آمده‌است. اطلاعات دیگر نیز از مشاهدات زمین‌شناسی سنگ‌های سطحی و مطالعات پیرامون حرکات زمین در منظومهٔ خورشیدی، گرانش و میدان مغناطیسی زمین و گرمای درون زمین به دست آمده‌است.[۴]

امواج لرزه‌ای به دو نوع تقسیم می‌شوند: امواج پی امواج عرضی هستند و می‌توانند در در جامدات و مایعات پخش‌شوند و امواج اس نیز امواج طولی هستند و می‌توانند در جامدات و مایعات پخش‌شوند. این امواج به طور طبیعی توسط زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها و به طور مصنوعی توسط انفجارها و دستگاه‌های مکانیکی تولید می‌شوند.[۵]

به غیر از این راه‌ها، برای شناخت ساختار زمین از ماشین‌های حفاری زمین استفاده می‌شود. این وسیله می‌تواند زمین را حفاری کند و سوراخ‌های بزرگی به وجود بیاورد که این سوراخ‌ها امکان مطالعه و شناخت زمین را آسان می‌کنند.[۶]

شکل زمین[ویرایش]

پیش از پانجه‌آ[ویرایش]

نوشتار اصلی: تاریخ زمین

در بزرگ‌ابردوران پرکامبرین، بر روی زمین لایه‌های مختلف سنگ‌های رسوبی وجود داشت. پرکامبرین بخش بزرگی از تاریخ زمین را شامل می‌شود و آغاز آن به پیدایش زمین در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش و پایان آن به ۶۰۰ میلیون سال پیش باز می‌گردد. از حدود ۶۰۰ میلیون سال پیش، جانوران چند سلولی پدید آمدند و زیست بر روی زمین شکل‌گرفت. در این زمان، زمین از حالت اصلی گدازه‌ای و آتشفشانی خود درآمد و پوستهٔ جامد گسترش‌یافت و اقیانوس‌ها با تبخیر آب در جو زمین پدید آمدند.[۷]

رانش قاره‌ای[ویرایش]

جداشدن قاره‌ها از پانجه‌آ
نوشتار اصلی: رانش قاره‌ای

در اوایل سدهٔ بیستم، دانشمندی آلمانی به نام آلفرد وگنر[پ ۶] نظریه‌ای ارائه‌داد که قاره‌های زمین از رانشی به سراسر زمین منتقل شده‌اند و نام این رانش را رانش قاره‌ای نهاد. وگنر متوجه‌شد که غرب آفریقا و شرق آمریکای جنوبی مانند تکه‌های پازل می‌مانند. او نخستین کسی نبود که این موضوع را اطلاع‌داد، اما نخستین کسی بود که شواهدی پیداکرد که این دو قاره به یک‌دیگر متصل بوده‌اند. او معتقد بود که این دو قاره بخشی از سرزمینی بزرگ و واحد بوده‌اند و شواهد زمین‌شناسی و زیست‌شناسی بسیاری به دست آورده‌بود که این موضوع را ثابت می‌کرد. برای نمونه، سنگوارهٔ خزنده‌ای باستانی به نام مسوسورس[پ ۷] فقط در جنوب آفریقا و آمریکای جنوبی یافت می‌شود. این جانور با طول یک متر (۳٫۳ فوت)، توانایی شنا در مسافت‌های طولانی مانند اقیانوس اطلس را ندارد. وگنر معتقد بود که همهٔ قاره‌ها (نه فقط آفریقا و آمریکای جنوبی) در یک ابرقاره به یک‌دیگر متصل بودند. او نام این سرزمین بزرگ باستانی را پانجه‌آ (به معنی همهٔ سرزمین‌ها در زبان یونانی) نهاد.[۸]

قاره‌های زمین[۹]
Shows the extent and boundaries of tectonic plates, with superimposed outlines of the continents they support
نام قاره اندازه (کیلومتر مربع)
     آسیا ۴۴٬۳۹۱٬۱۶۲
     آفریقا ۳۰٬۲۴۴٬۰۴۹
     آمریکای شمالی ۲۴٬۲۴۷٬۰۳۹
     آمریکای جنوبی ۱۷٬۸۲۱٬۰۲۹
     جنوبگان ۱۴٬۲۴۵٬۰۰۰
     اروپا ۱۰٬۳۵۴٬۶۳۶
     استرالیا ۷٬۶۸۶٬۸۸۴

پانجه‌آ در حدود ۲۷۰ میلیون سال پیش و در دورهٔ پرمین[پ ۸] وجود داشت و یک‌سوم از سطح زمین را پوشش می‌داد و اقیانوس جهانی پانتالاسا آن را احاطه کرده‌بود. فروپاشی پانجه‌آ اکنون از دیدگاه زمین‌ساخت بشقابی (و نه از دیدگاه کهنهٔ وگنر) توضیح داده می‌شود. این ابرقاره به یک‌باره شکسته‌نشده و در مراحل مجزا تکه‌تکه شده‌است. فروپاشی پانجه‌آ در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش و در دورهٔ ژوراسیک[پ ۹] آغاز شد. حدود ۱۸۰ میلیون سال پیش، نخستین اقیانوس تشکیل‌شده از فروپاشی پانجه‌آ، اقیانوس اطلس مرکزی بود که میان شمال‌غربی آفریقا و آمریکای شمالی و جنوب‌غربی اقیانوس هند میان آفریقا و قطب جنوب قرار داشت. حدود ۱۴۰ میلیون سال پیش، با جداشدن آفریقا و آمریکای شمالی از یک‌دیگر، اقیانوس اطلس جنوبی به وجود آمد. حدود ۸۰ میلیون سال پیش، آمریکای شمالی از اروپا جداشد؛ استرالیا از قطب جنوب و هند نیز از ماداگاسکار دور شد. در حدود ۵۰ میلیون سال پیش، هند در نهایت با اوراسیا برخورد کرد و رشته‌کوه هیمالیا تشکیل‌شد و سرانجام، قاره‌های امروزی شکل گرفتند.[۱۰]

اقیانوس‌های زمین[۱۱]
Shows the extent and boundaries of tectonic plates, with superimposed outlines of the continents they support
نام اقیانوس اندازه (کیلومتر مربع)
اقیانوس آرام ۱۵۵٬۵۵۷٬۰۰۰
اقیانوس اطلس ۷۶٬۷۶۲٬۰۰۰
اقیانوس هند ۶۸٬۵۵۶٬۰۰۰
اقیانوس منجمد جنوبی[الف] ۲۰٬۳۳۷٬۰۰۰
اقیانوس منجمد شمالی ۱۴٬۰۵۶٬۰۰۰

اکنون هفت قاره بر روی کرهٔ زمین وجود دارد: آسیا، آفریقا، آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، اروپا، استرالیا و جنوبگان. اما برخی از جغرافی‌دانان تنها فهرست شش قاره را ارائه می‌دهند و آسیا و اروپا را با هم ترکیب می‌کنند و آن را یک قاره (اوراسیا) به شمار می‌آورند. در برخی از جاها، دانش‌آموزان یاد می‌گیرند که بر روی زمین تنها پنج قاره وجود دارد: اوراسیا، استرالیا، آفریقا، جنوبگان و آمریکا. برخی از جغرافی‌دانان قاره را نه فقط یک اصطلاح فیزیکی، بلکه یک اصطلاح فرهنگی نیز می‌دانند؛ برای نمونه، آسیا و اروپا از دیدگاه فیزیکی بخشی از یک سرزمین هستند، اما از دیدگاه فرهنگی متفاوت هستند. جزایر واقع در نزدیکی قاره‌ها، بخشی از آن قاره محسوب می‌شوند؛ برای نمونه، گرینلند از دیدگاه سیاسی بخشی از اروپا و از دیدگاه جغرافیایی بخشی از آمریکای شمالی است. برخی از جزایر مانند نیوزیلند، هاوائی و پلی‌نزی نیز بخشی از قاره محسوب نمی‌شوند. اقیانوسیه[پ ۱۰] نام مجموعهٔ سرزمین‌های اقیانوس آرام است. اقیانوسیه نامی مناسب برای این سرزمین‌ها به استثنای استرالیا است که این سرزمین‌ها بخشی از قاره نیستند و اقیانوسیه نیز یک قاره محسوب نمی‌شود.[۱۲] کوه اورست مرتفع‌ترین کوه زمین و بلندترین نقطهٔ کرهٔ زمین با ارتفاع ۸٬۸۵۰ متر (۲۹٬۰۳۵ فوت) است که در رشته‌کوه هیمالیا در منطقهٔ خودمختار تبت چین در آسیا قرار دارد.[۱۳]

اقیانوس‌ها ۷۱ درصد سطح کرهٔ زمین را پوشانده‌اند و برای گیاهان و جانوران مهم هستند. پنج اقیانوس بر روی زمین وجود دارد: اقیانوس آرام، اقیانوس اطلس، اقیانوس هند، اقیانوس منجمد جنوبی و اقیانوس منجمد شمالی. با این حال، این پنج اقیانوس به یک‌دیگر متصل‌اند. درازگودال ماریانا عمیق‌ترین نقطهٔ جهان است که تا ژرفای ۱۰٬۹۲۴ متر (۳۵٬۸۴۰ فوت) درون زمین ادامه می‌یابد و در اقیانوس آرام قرار دارد.[۱۴]

زمین‌چهره[ویرایش]

نوشتار اصلی: زمین‌چهره

زمین‌چهره به عوارض سطح زمین مانند کوه‌ها، تپه‌ها، فلات‌ها[پ ۱۱] و دشت‌ها (عوارض عمده) و هم‌چنین تختال‌ها، ژرف‌دره‌ها، دره‌ها و حوضه‌های آبریز (عوارض جزئی) گفته می‌شود. در اثر جنبش بشقاب‌های زمین‌ساختی در زیر زمین و فشار دادن کوه‌ها و تپه‌ها، زمین‌چهره ساخته می‌شود. هم‌چنین، آب و باد با فرسایش زمین می‌تواند زمین‌چهره‌هایی مانند دره‌ها و ژرف‌دره‌ها بسازد. این دو فرایند طی مدت طولانی و گاهی اوقات میلیون‌ها سال روی می‌دهد. مرتفع‌ترین و بلندترین زمین‌چهرهٔ زمین، کوه اورست است. زمین‌چهره‌ها می‌توانند به شکل رشته‌کوه‌ها و حوضه‌های آبریز زیر دریا وجود داشته‌باشند و درازگودال ماریانا عمیق‌ترین زمین‌چهره بر روی کرهٔ زمین است.[۱۵]

کوه اورست، بلندترین کوه و مرتفع‌ترین نقطه بر روی کرهٔ زمین
آتشفشان تاووروور در حال فعال‌شدن
  • زمین‌چهرهٔ کوهستانی: زمین‌چهرهٔ کوهستانی از محیط پیرامون خود بلندتر و برجسته‌تر است و شامل دامنهٔ شیب‌دار و قله و به طور کلی بزرگتر از تپه است. کوه‌ها به ندرت به صورت جداگانه و معمولاً به صورت زنجیره‌ای دراز دیده می‌شوند. هنگامی که زنجیره‌ای از کوه‌ها به یک‌دیگر متصل باشند، یک رشته‌کوه پدید می‌آید. پهناوری رشته‌کوه‌ها به ده‌ها تا صدها کیلومتر می‌رسد و از پیرامون خود بلندتر هستند و کوه‌ها توسط دره‌ها از یک‌دیگر جدا می‌شوند. در بسیاری از رشته‌کوه‌ها، فلات‌هایی قرار دارند.[۱۶]
  • زمین‌چهرهٔ قاره‌ای: زمین‌چهرهٔ قاره‌ای به هر یک از عوارض مکان‌نگاری زمین گفته می‌شود که از این عوارض می‌توان به کوه‌ها (از جمله مخروط‌های آتشفشانی)، فلات‌ها و دره‌ها اشاره‌کرد.[۱۷]
  • زمین‌چهرهٔ رودخانه‌ای: زمین‌چهرهٔ رودخانه‌ای حاصل از حرکت آب روی زمین است. جریان آب مهم‌ترین فرایند بیرونی شکل‌دادن به سطح زمین است. زمین‌چهرهٔ رودخانه‌ای ممکن‌است مانند دشت‌های سیلابی، مخروط افکنه‌ها و دلتاها، رسوبی باشند یا مانند دره‌ها و تنگه‌ها، فرسایشی باشند.[۱۸]
  • زمین‌چهرهٔ رسوب رودخانه‌ای: فرایندهای رسوب رودخانه‌ای، زمین‌چهرهٔ رسوب رودخانه‌ای پدید می‌آورد. زمین‌چهرهٔ رسوب رودخانه‌ای تقریباً در همه جای زمین یافت می‌شود و دو نوع دارد: زمین‌چهره‌هایی که توسط فرایندهای رسوب رودخانه‌ای کنده می‌شوند (فرسایشی) و زمین‌چهره‌هایی که توسط فرایندهای رسوب رودخانه‌ای ساخته می‌شوند (رسوبی). دره‌ها از عوارض فرسایشی و دشت‌های سیلابی و سدهای ساحلی از عوارض رسوبی این زمین‌چهره هستند.[۱۹]
  • زمین‌چهرهٔ یخچالی: زمین‌چهرهٔ یخچالی حاصل از روان‌شدن یخ (آب ذوب‌شده) است. امروزه، چندین زمین‌چهره در مناطق یخ‌بسته مانند گرینلند، قطب جنوب و بسیاری از رشته‌کوه‌های مرتفع در زمین شکل گرفته‌است. علاوه بر این، یخچال‌های طبیعی در طول تاریخ زمین گسترش بسیاری یافته‌اند و زیاد شده‌اند. در بازپسین عصر یخبندان که حدود ۲۰٬۰۰۰ تا ۱۵٬۰۰۰ سال پیش به پایان رسید، بیش از ۳۰ درصد از سطح زمین توسط یخ پوشیده شده‌بود.[۲۰]
  • زمین‌چهرهٔ اقیانوسی و کرانه‌ای: کرانه (ساحل) منطقه‌ای از زمین است که توسط عمل امواج و جریان‌ها ساخته شده‌است.[۲۱] بیشتر کف اقیانوس‌ها دور از دسترس نور خورشید و چشم انسان است و زهکشی آب دریاها، وجود رشته‌کوه‌ها و دشت‌های پهناور در کف دریاها نشان داده‌است.[۲۲]
  • زمین‌چهرهٔ آتشفشانی: زمین‌چهرهٔ آتشفشانی دارای مناظر آتشفشانی متنوع است که قابل تشخیص‌ترین این مناظر، آتشفشان‌ها، کاسه‌های آتشفشانی و گنبدهای گدازه هستند. زمین‌چهره‌های آتشفشانی در اندازه، شکل، ترکیب و پیشینهٔ فوران با یک‌دیگر فرق‌دارند.[۲۳]
  • زمین‌چهرهٔ بادی: زمین‌چهرهٔ بادی از فرسایش یا رسوب[۲۴] عوارض زمین توسط باد ساخته شده‌است[۲۵] و از فرسایش یا رسوب مواد سطحی توسط باد تشکیل شده‌است. این زمین‌چهره شامل برخی از عوارض زمین‌ریختی مانند تپه‌های شن و ماسه و سنگفرش‌های بیابانی است.[۲۴]

تغییرات بشر[ویرایش]

نوشتار اصلی: آنتروپوسین

آنتروپوسن نام عصری غیر رسمی در زمین‌شناسی است که در سومین بخش کواترنری (۲٫۶ میلیون سال پیش–تاکنون) قرار دارد و محدودهٔ آن از نیمهٔ دوم سدهٔ هجدهم–تاکنون است. آنتروپوسین عصری است که تغییرات گستردهٔ انسان خردمند بر سطح زمین، جو زمین، اقیانوس‌ها و چرخه‌های طبیعی آغاز شد. چندی از دانشمندان استدلال می‌کنند که آنتروپوسین باید دنبالهٔ عصر هولوسین (۱۱٬۷۰۰ سال پیش–تاکنون) باشد.[۲۶]

لایه‌های زمین[ویرایش]

زمین دارای سه لایهٔ پوسته، گوشته و هسته است.[۲۷] شعاع متوسط کرهٔ زمین (از پوسته تا مرکز هسته) برابر با ۶٬۳۷۱٫۰۰ کیلومتر (۳٬۹۵۸٫۸ مایل) و با نماد علمی ۱۰۳×۶٫۳۷۱۰ کیلومتر است.[۲۸]

پوسته[ویرایش]

نوشتار اصلی: پوسته

پوسته خارجی‌ترین لایهٔ زمین و شامل دو نوع قاره‌ای و اقیانوسی است و تنها جایی است که زندگی بر روی آن جریان دارد. پوستهٔ قاره‌ای زیر توده‌های زمین یافت می‌شود و کم‌تر از سنگ‌های چگال مانند سنگ خارا (گرانیت)[پ ۱۳] ساخته شده‌است و ۱۰ تا ۷۵ کیلومتر (۶ تا ۴۷ مایل) ضخامت دارد (ژرفا متغیر است). پوستهٔ اقیانوسی نیز در کف اقیانوس‌ها یافت می‌شود و از سنگ‌های چگال مانند بازالت[پ ۱۴] تشکیل شده‌است و حدود ۷ کیلومتر (۴ مایل) ضخامت دارد. پوستهٔ قاره‌ای تقریباً همیشه از پوستهٔ اقیانوسی قدیمی‌تر است. برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های جهان را در کمربند گرین استون نیوواگیتوک[پ ۱۵] در کبک، کانادا می‌توان یافت و پوستهٔ قاره‌ای حدود ۴ میلیارد سال پیش شکل گرفته‌است. اما پوستهٔ قاره‌ای هنوز هم در جاهایی که پشتهٔ میانی اقیانوس نامیده می‌شود، تشکیل می‌شود.[۲۷] چگالی پوستهٔ قاره‌ای و اقیانوسی به ترتیب ۲٫۷ و ۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. پوستهٔ قاره‌ای ۰٫۳۴۷ درصد جرم زمین و ۰٫۵۵۴ درصد جرم پوسته و گوشته و هم‌چنین پوستهٔ اقیانوسی ۰٫۰۹۹ درصد جرم زمین و ۰٫۱۴۷ درصد جرم پوسته و گوشته را تشکیل می‌دهد.[۲۹] این لایه، سنگی و شکننده است و هنگام وقوع زمین‌لرزه می‌شکند.[۳۰]

پوستهٔ اقیانوسی که بالای منطقهٔ فرورانش تشکیل شده‌است، از چند لایه ساخته‌شده و رسوبات پوشاننده را شامل نمی‌شود. بالاترین لایه حدود ۵۰۰ متر (۰٫۳۱۰ مایل) ضخامت دارد و شامل گدازه‌های ساخته‌شده از بازالت است.[۳۱] پوستهٔ اقیانوسی از پوستهٔ قاره‌ای سنگین‌تر است و به طور مداوم و به آرامی در حال فرورفتن به زیر قارهٔ سبک‌تر قاره‌ای است که این فرایند مهم را فرورانش می‌نامند. در این فرایند، مجموعه و زنجیره‌ای از آتشفشان‌ها شکل می‌گیرد که قوس آتشفشانی نامیده می‌شود. در پایان، پوستهٔ اقیانوسی به اندازه‌ای به زیر پوستهٔ قاره‌ای فرو می‌رود تا این که وارد گوشته می‌شود. هنگامی که این رخداد روی می‌دهد، پوسته ذوب می‌شود و تفتال (ماگما)[پ ۱۶] تا پشتهٔ میانی اقیانوسی بالا می‌آید و پوستهٔ اقیانوسی جدید ساخته می‌شود. این رخداد هر ۲۰۰ میلیون سال یا بیشتر روی می‌دد که انسان آنها را می بیند[۲۷]

گوشته[ویرایش]

نوشتار اصلی: گوشته

گوشته بزرگ‌ترین لایهٔ زمین است[۳۲] که زیر پوسته واقع‌شده[۳۳] و از ژرفای ۱۰ کیلومتری (۶ مایلی) درون زمین آغاز شده و تا ژرفای ۲٬۸۹۰ کیلومتری (۱٬۸۰۶ مایلی) درون زمین ادامه می‌یابد و ضخامت آن حدود ۲٬۹۰۰ کیلومتر (۱٬۸۰۲ مایل) است. گوشته به چهار لایه تقسیم می‌شود: سنگ‌کره، سست‌کره، گوشتهٔ بالایی و گوشتهٔ پایینی. گوشته ۶۷٫۳ درصد جرم زمین را تشکیل می‌دهد و دمای آن بیش از °۱۰۰۰ سانتی‌گراد است.[۳۳] سنگ‌های نیمه جامد بسیار گرم و چگال، گوشته را می‌سازند[۳۳] و آهن، منیزیم، آلومینیم، سیلیکون، اکسیژن و ترکیبات سیلیکات[پ ۱۷] در این لایه وجود دارد.[۳۰]

از آن‌جا که زمین برای کشف مستقیم بیش از اندازه عمیق است، دانشمندان برای شناسایی گوشته از امواج لرزه‌ای استفاده می‌کنند. امواج لرزه‌ای توسط مواد گوناگون با سرعت‌ها و قدرت‌های گوناگون حرکت می‌کنند. شکافی ناگهانی میان امواج آهسته‌تر و سریع‌تر وجود دارد که این شکاف نشانهٔ مرز میان پوسته و گوشته است و ناپیوستگی موهوروویچیچ[پ ۱۸] (یا موهو)[پ ۱۹] نام دارد. در ژرفای ۲٬۹۰۰ کیلومتری (۱٬۸۰۲ مایلی) درون زمین، امواج اس که نمی‌توانند در مواد مایع به راه خود ادامه دهند، به طور ناگهانی ناپدید می‌شوند و امواج پی نیز می‌شکنند (خم می‌شوند). این بخش ناپیوستگی گوتنبرگ[پ ۲۰] نام‌دارد و نشانهٔ پایان گوشته و آغاز هستهٔ مایع زمین است.[۳۳]

سنگ‌کره (لیتوسفر)[ویرایش]

نوشتارهای اصلی: سنگ‌کره و زمین‌ساخت بشقابی
صفحه‌های اصلی زمین[۳۴][۳۵]
Shows the extent and boundaries of tectonic plates, with superimposed outlines of the continents they support
نام صفحه مساحت
۱۰۶ km۲
     صفحهٔ اقیانوس آرام ۱۰۳٫۳
     صفحهٔ آمریکای شمالی ۷۵٫۹
     صفحهٔ اوراسیا ۶۷٫۸
     صفحهٔ آفریقا ۶۱٫۳
     صفحهٔ جنوبگان ۶۰٫۹
     صفحهٔ هند-استرالیا ۴۷٫۲
     صفحهٔ آمریکای جنوبی ۴۳٫۶

سنگ‌کره (لیتوسفر)[پ ۲۱] بخش خارجی سفت و سخت[۳۶] زمین است و جنس آن جامد است. سنگ‌کره حدود ۱۰۰ کیلومتر (۶۰ مایل) در بیش‌تر نقاط عمیق زمین نفوذ می‌کند و شامل بخش‌های بالایی شکنندهٔ گوشته و پوسته است.[۳۷] سنگ‌کره تمام سطح کرهٔ زمین از بالای کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را پوشش می‌دهد و از کانی‌ها تشکیل شده‌است.[۳۸] ضخامت سنگ‌کره به سن آن بستگی دارد (سنگ‌کرهٔ قدیمی‌تر، ضخیم‌تر است). سنگ‌کره در زیر پوسته به اندازه‌ای شکننده است که در برخی مناطق مانند یک بشقاب اقیانوسی فرورانده می‌تواند توسط گسل، زمین‌لرزه ایجادکند.[۳۹] زمین به طور کلی دارای دو نوع سنگ‌کرهٔ اقیانوسی و قاره‌ای است.[۴۰]

سنگ‌کره همیشه به آرامی در حال حرکت است و به صفحات زمین‌ساختی تکه‌تکه شده‌است. بخش گوشتهٔ سنگ‌کره، جنبش صفحات را آسان‌تر می‌کند. جنبش سنگ‌کره (زمین‌ساخت بشقابی) عامل بسیاری از رویدادهای چشمگیر زمین‌شناسی است و وقتی که یک بشقاب (صفحه) زیر بشقابی دیگر حرکت می‌کنند یا دو بشقاب به یک‌دیگر مالش داده می‌شوند، می‌توانند زمین‌لرزه و آتشفشان ایجاد کنند.[۳۷] شش صفحهٔ بزرگ در قاره‌ها (به ویژه آمریکای شمالی، آفریقا و قطب جنوب) وجود دارد. اگرچه صفحه‌های کوچک برای شکل‌دادن به زمین مهم نیستند، اما صفحهٔ کوچکی مانند صفحهٔ خوآن دو فوکا[پ ۲۲] مسئول آتشفشان‌های اقیانوس آرام در شمال‌غربی ایالات متحده آمریکا است.[۴۱]

سه نوع مرز زمین‌ساختی به نام‌های واگرا، همگرا و دگرگون وجود دارد. مرز واگرا زمانی روی می‌دهد که دو صفحهٔ زمین‌ساخت از هم دور شوند. در طول این مرز، گدازه‌ها از شکاف‌های طولانی فوران می‌کنند و آب‌فشان‌ها، آب بسیار گرم را به بیرون پرتاب می‌کنند و زمین‌لرزه‌های مکرر روی می‌دهد و تفتال (ماگما) از شکاف خارج می‌شود. تفتال پس از خارج‌شدن از شکاف، به سنگ جامد تبدیل می‌شود و پوستهٔ جدید در لبه‌های پاره‌شدهٔ صفحات شکل می‌گیرد. تفتال به بازالت (سنگ تیره و متراکم زمینهٔ کف اقیانوس‌ها) تبدیل می‌شود و این‌گونه در مرزهای واگرا، پوسته‌های اقیانوسی ساخته‌شده از بازالت ایجاد می‌شود. مرز همگرا زمانی روی می‌دهد که دو دو صفحهٔ زمین‌ساخت به هم نزدیک شوند که در این صورت دو صفحه به یک‌دیگر برخورد می‌کنند.[۴۲] در برخورد دو سنگ‌کرهٔ اقیانوسی، صفحه‌ای که قدیمی‌تر است، سردتر و چگال‌تر است و غرق خواهد شد.[۴۳] و به زیر صفحهٔ دیگر فرو می‌رود و یک گودال (مانند درازگودال ماریانا) و آتشفشان شکل می‌گیرد. در برخورد یک سنگ‌کرهٔ اقیانوسی و قاره‌ای، سنگ‌کرهٔ چگال‌تر (اقیانوسی) به زیر سنگ‌کرهٔ اقیانوسی فرو می‌رود. در این برخورد، گودال، زمین‌لرزه‌های ویران‌کننده ایجاد می‌شود و گدازه به سمت بالای کوه می‌آید و قوس آتشفشانی پدید می‌آورد و کوه‌ها بالا می‌آیند. در برخورد دو سنگ‌کرهٔ قاره‌ای، به دلیل نسبتاً سبک‌بودن سنگ‌های قاره‌ای و ایستادگی در برابر حرکت رو به پایین، هیچ کدام به زیر دیگری فرو نمی‌روند. اما پوسته به چین خوردن تمایل پیدا می‌کند و سمت بالا یا کنار را تحت فشار قرار می‌دهد.[۴۴] در مرز دگرگون، لبه‌های صفحات به یک‌دیگر ساییده می‌شوند.[۴۵][۴۶]

سست‌کره (استنوسفر)[ویرایش]

نوشتار اصلی: استنوسفر

سست‌کره (استنوسفر)[پ ۲۳] بخش نرم کرهٔ زمین که زیر سنگ‌کره واقع‌شده و بخش‌هایی مانند گوشتهٔ بالایی را دربر می‌گیرد.[۴۷] این لایه از حدود ۱۰۰ کیلومتری (۶۰ مایلی) درون زمین آغاز شده و تا ۷۰۰ کیلومتری (۴۵۰ مایلی) درون زمین گسترش می‌یابد و تصور می‌شود که این لایه بسیار گرم‌تر از سنگ‌کره و به حالت مایع باشد.[۴۸]

اگرچه سنگ‌های سست‌کره جامد هستند، اما در پاسخ به تغییر شکل، روان و جاری می‌شوند. دلیل روان‌شدن این سنگ‌ها نیز دمای بالاتر از °۱۳۰۰ درجهٔ سانتی‌گرادی در اعماق زمین است. از دیدگاه ترکیب شیمیایی، اگر بخش‌های بالایی سست‌کره سرد شود، جزئی از سنگ‌کره به شمار می‌رود.[۴۹] تصور می‌شود که سست‌کره از سنگ‌های چگال مانند پریدوتیت‌ها[پ ۲۴] ساخته شده‌باشد. این گمانه‌زنی از آن‌جا ریشه می‌گیرد که گدازه در فعالیت‌های آتشفشانی سست‌کره را ذوب می‌کند و به سطح زمین می‌رسد. گدازه‌ای با ترکیب مشابه این نوع گدازه می‌تواند از ذوب پریدوتیت‌ها به دست آمده‌باشد.[۵۰]

در سست‌کره، تعادل میان دما و فشار به گونه‌ای است که سنگ‌ها دارای استحکام کمی باشند. در گوشته، امواج لرزه‌ای سرعت و شتاب سست‌کره را می‌کاهند تا بتوانند از آن بگذرند و به این دلیل، سست‌کره را با «شتاب کم» نیز می‌شناسند. این ویژگی نشان می‌دهد که سست‌کره از سنگ‌های نیمه گداخته ساخته‌شده و مانند ماده‌ای است که از ذرات جامدی ساخته شده‌است که در میان آن‌ها فضاهای مایع وجود دارد.[۵۱]

هسته[ویرایش]

نوشتار اصلی: هسته زمین

بخش مرکزی زمین هسته‌است. هسته‌ی زمین دارای دو بخش است: هسته درونی و هسته بیرونی. هسته داخلی به دلیل فشار بسیار زیاد جامد و هسته خارجی، مایع است. قطر آن ۲۵۶۰ کیلومتر و دمای آن ۸۰۰ درجه سانتی گراد است. فاصله آن از سطح زمین ۶۳۳۶ کیلومتر است. موادهسته به علت فشار زیادی که بر آن وارد می شود بسیار متراکم تراز سایر اجزای زمین است. هسته بیشتر از آهن و نیکل تشکیل شده است.[۵۲]

هستهٔ بیرونی[ویرایش]

میدان مغناطیسی زمین که به باور دانشمندان توسط هستهٔ بیرونی زمین کنترل می‌شود، از زمین در برابر ذرات باردار منظومهٔ خورشیدی محافظت می‌کند.
نوشتار اصلی: هسته بیرونی

هستهٔ بیرونی زمین از ژرفای ۲٬۸۹۰ کیلومتری (۱٬۸۰۶ مایلی) آغاز شده و تا ژرفای ۵٬۱۵۰ کیلومتری (۳٬۲۱۹ مایلی) زمین ادامه می‌یابد و ۳۰٫۸ درصد از جرم زمین را شامل می‌شود[۳۰] و در حال حرکت است.[۵۲] در ژرفای حدود ۲٬۸۸۰ کیلومتری (۱٬۸۰۰ مایلی)، ساختار درونی زمین به طور ناگهانی از سنگ‌های جامد گوشته به چرخش آهن مذاب هستهٔ بیرونی تغییر می‌کند.[۵۳] دمای هستهٔ بیرونی به اندازه‌ای زیاد است که فلزات را در این لایه به شکل مایع درآورده‌است و این لایه از فلزات ذوب‌شدهٔ آهن و نیکل ساخته شده‌است.[۵۴] آهن و نیکل دو فلز مهم هستند که در همه جای کرهٔ زمین یافت می‌شوند (در سطح زمین به حالت جامد یافت می‌شوند) که این فلزات آلیاژ (مخلوطی از عناصر فلزی) بسیار گرمی در هستهٔ بیرونی می‌سازند که دمای آن حدود °۴٬۰۰۰ تا °۵٬۰۰۰ سانتی‌گراد است.[۵۲] علاوه بر آهن و نیکل، مقدار چشم‌گیری گوگرد نیز در این لایه وجود دارد.[۵۵]

از آن جا که زمین، توپی فلزی (هسته) در وسط خود دارد، همهٔ این سیاره مغناطیسی است و دانشمندان بر این باورند که هستهٔ بیرونی همان چیزی است که میدان مغناطیسی زمین را کنترل می‌کند. میدان مغناطیسی زمین مانند یک حباب عمل می‌کند و از زمین در برابر ذرات باردار شناور پیرامون منظومهٔ خورشیدی مانند ذرات بارداری که از خورشید می‌آیند، محافظت می‌کند.[۵۲]

هستهٔ درونی[ویرایش]

نمایی شماتیک از درون زمین:
۱: پوستهٔ قاره‌ای
۲: پوستهٔ اقیانوسی
۳: گوشتهٔ بالایی
۴: گوشتهٔ پایینی
۵: هستهٔ بیرونی
۶: هستهٔ درونی
A: ناپیوستگی موهوروویچیچ (موهو)
B: ناپیوستگی گوتنبرگ
C: ناپیوستگی لهمان[پ ۲۵]
نوشتار اصلی: هسته درونی

هستهٔ درونی زمین از حدود ۶٬۶۴۰ کیلومتر (۴٬۰۰۰ مایل) زیر پوسته آغاز شده و حدود ۱٬۲۸۰ کیلومتر (۸۰۰ مایل) ادامه می‌یابد. در هستهٔ زمین، دما و فشار به اندازه‌ای زیاد است[۵۶] (دمای °۶٬۰۰۰ سانتی‌گراد[۵۷][ب] و فشار ۴۵٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع) که فلزات فشرده می‌شوند و می‌توانند مانند یک مایع حرکت‌کنند و در جاهایی که به شکل جامد هستند، وادار به لرزش هستند.[۵۶]

هستهٔ درونی عمدتاً از آهن ساخته شده‌است. اگرچه دما در هستهٔ درونی بسیار زیاد است، اما به دلیل فشار بسیار زمین، آهن نمی‌تواند ذوب‌شود و جنس هستهٔ درونی جامد است. هسته به طور منظم در حال حرکت است و می‌چرخد و دانشمندان بر این باورند که هستهٔ درونی سریع‌تر از بقیهٔ بخش‌های زمین می‌چرخد.[۵۲]

تاکنون هر آن‌چه که دربارهٔ هستهٔ درونی زمین مشخص شده‌است، از مطالعات ردیابی امواج لرزه‌ای (امواجی که از سطح زمین به درون زمین رفته‌اند) به دست آمده‌است. این مطالعات نشان داده‌اند که سفر به هستهٔ درونی از هر راستایی یکسان نیست و این نشان می‌دهد که جاهای مختلف هستهٔ درونی نیز یکسان نیست.[۵۸]

ویژگی‌های فیزیکی[ویرایش]

گرانش زمین[ویرایش]

نوشتار اصلی: گرانش زمین

در دانش مکانیک، گرانش نیرویی جهانی است که همهٔ مواد را جذب می‌کند. این نیرو تا حد زیادی ضعیف‌ترین نیروی شناخته‌شده در طبیعت است که هیچ نقشی در تعیین ویژگی‌های درونی مواد ندارد. از سوی دیگر، این نیرو مدار سیارات منظومهٔ خورشیدی را کنترل می‌کند و در جاهای دیگر، ساختار ستارگان، کهکشان‌ها و کل کیهان را حفظ می‌کند. بر روی زمین، همهٔ اجسام دارای وزن هستند و متناسب با جرم آن اجسام، زمین بر روی آن‌ها نیروی گرانش اعمال می‌کند.[۵۹]

در آغاز سدهٔ شانزدهم میلادی، ستاره‌شناسانی مانند گالیلئو گالیله و تیکو براهه کشف‌کردند که زمین و سیارات دیگر به دور خورشید می‌چرخند و یوهانس کپلر[پ ۲۸] نشان‌داد که سیارات در یک مدار بیضی‌شکل (نه دایره‌ای شکل) به دور خورشید می‌چرخند. اما سؤال این بود که چرا سیارات در مداری بیضی‌شکل به دور خورشید می‌چرخند و سرانجام آیزاک نیوتن گرانش زمین را کشف‌کرد. افسانه‌ای می‌گوید که وقتی نیوتن دید که سیبی در حال افتادن است، دربارهٔ نیروهای طبیعت به فکر افتاد و متوجه‌شد که نیرویی باید وجود داشته‌باشد که بر روی سیب در حال سقوط اثر بگذارد؛ در غیر این صورت، سیب شروع به حرکت نمی‌کند. او هم‌چنین متوجه‌شد که ماه در مداری دور از زمین به دور زمین می‌چرخد و اگر نیرویی وجود نداشت، ماه به سمت زمین سقوط می‌کرد؛ در حالی که ماه تحت نیروی گرانش زمین به دور زمین می‌چرخد. سرانجام نیوتن این نیرو را گرانش نامید و مشخص‌کرد که نیروهای گرانشی میان همهٔ اجرام وجود دارد.[۶۰]

مقدار گرانش زمین ثابت نیست و همراه با امتداد سطح زمین، ارتفاع زمین و حتی زمان تغییر می‌کند، اما برای سادگی از گرانش استاندار زمین استفاده می‌شود. گرانش استاندارد زمین برابر با ۹/۸۰۶۶۵ متر بر مجذور ثانیه (m/s۲) یا ۳۲/۱۷۴۰ فوت بر مجذور ثانیه (ft/s۲) است. این مقدار، گرانش متوسط در °۴۵ عرض جغرافیایی در سطح دریاست و در محاسبات مهندسی نیز استفاده می‌شود. مقدار گرانش در سطح زمین به دلایلی متفاوت است:[۶۱]

  1. چرخش زمین: چرخش زمین نیرویی را که پا احساس می‌کند، کاهش می‌دهد. بنابراین، انسان احساس می‌کند که در خط استوا سبک‌تر از قطب‌های زمین است. چرخش زمین حدود ۰٫۰۳± متر بر مجذور ثانیه بر گرانش اثر می‌گذارد.
  2. ارتفاع از سطح دریا: در ارتفاعات بالاتر، چون اجسام دورتر از مرکز زمین هستند، گرانش زمین بر آن‌ها کمتر است؛ به طوری که در ارتفاع حدود ۱٬۰۰۰ متر، گرانش زمین بر اجسام حدود ۰٫۰۰۰۱ متر بر مجور ثانیه کاهش می‌یابد.
  3. تفاوت جرم: گرانش تابع جرم است و چون توده هوا یکنواخت نیست، گرانش نیز متغیر است. اندازه‌گیری‌های انجام‌شده‌شان می‌دهد که جرم حدود ۰٫۰۰۰۶± متر بر مجور ثانیه بر مقدار گرانش (نسبت به وزن طبیعی) اثر می‌گذارد.
  4. جزر و مد: تغییرات جزر و مدی (با توجه به کشش گرانشی خورشید و ماه) منجر به تغییر حدود ۰٫۰۰۰۰۰۳± متر بر مجور ثانیه در گرانش می‌شود.

دما و فشار زمین[ویرایش]

با افزایش ژرفای زمین، دما و فشار زمین نیز افزایش می‌یابد.[۶۲] به طوری که با افزایش یک کیلومتر ژرفای زمین، دما °۲۵ سانتی‌گراد و فشار حدود ۲۵ اتمسفر[پ] افزایش می‌یابد.[۶۳] عامل این افزایش فشار و دما، وزن لایه‌های زمین است و فشار و دما حالت لایه‌های زمین را مشخص می‌کند.[۶۴]

در نزدیکی سطح زمین، فشار و دما کم است. برآورد شده‌است که دمای مرکز زمین حدود °۴٬۰۰۰ تا °۷٬۰۰۰ سانتی‌گراد و به اندازهٔ دمای سطح خورشید است. در این دما، سنگ و آهن به صورت جامد باقی می‌مانند. در ژرفای ۵۰ کیلومتری، میزان فشار نزدیک به ۲۰۰٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع است. در حالی که میزان فشار معمولی در لاستیک خودروها، حدود ۳۵ پوند بر اینچ مربع است. قراردادن فشار ۲۰۰٬۰۰۰ پوند بر اینچ مربع در لاستیک خودرو، موجب ترکیدن لاستیک و تبدیل آن به قطعات بسیار کوچک می‌شود.[۶۵] در پوسته، صفحات زمین‌ساختی معمولاً به صورت هموار حرکت می‌کنند، اما گاهی اوقات به یک‌دیگر برخورد می‌کنند و فشار حاصل می‌شود و زمین‌لرزه روی می‌دهد.[۶۶]

جرم، حجم و چگالی زمین[ویرایش]

جرم زمین بر پایهٔ لایه‌ها[۳۰]
لایه درصد از جرم زمین
پوسته ۰٫۴۷۳
گوشته ۶۷٫۳
هستهٔ بیرونی ۳۰٫۸
هستهٔ درونی ۱٫۷

جرم زمین برابر با ۵٬۹۷۲٬۱۹۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلوگرم و با نماد علمی ۱۰۲۴×۵٬۹۷۲۲ کیلوگرم است.[۲۸] زمین تنها جرم بخشی از اجرام دیگر منظومهٔ شمسی را دارد؛ برای نمونه، جرم خورشید ۳۳۳٬۰۰۰ بار و جرم سیارهٔ برجیس ۳۱۸ بار بیشتر از زمین است. اجرام دیگری نیز در منظومهٔ شمسی وجود دارند که بخشی از جرم زمین را دارند؛ برای نمونه، سیارهٔ بهرام تنها ۱۱ درصد جرم زمین را دارد.[۶۷]

مقایسهٔ زمین با سیارات درونی دیگر سامانهٔ خورشیدی. از راست به چپ:بهرام، زمین، ناهید، تیر.

حجم زمین برابر با ۱٬۰۸۳٬۲۰۶٬۹۱۶٬۸۴۶ کیلومتر مربع (۲۵۹٬۸۷۵٬۱۵۹٬۵۳۲ مایل مربع) و با نماد علمی ۱۰۱۲×۱٫۰۸۳۲۱ کیلومتر مربع است.[۲۸] زمین بزرگ‌ترین سیاره از میان چهار سیارهٔ درونی است؛ هر چند که در مقایسه با غول‌های گازی بسیار کوچک است. سیارهٔ تیر کوچک‌ترین سیارهٔ منظومهٔ شمسی است و حجم آن برابر با ۵/۴ درصد حجم زمین است. حجم سیارهٔ ناهید برابر با ۸۶ درصد حجم زمین است و حجم این سیاره بیش از هر سیارهٔ دیگری به زمین نزدیک است. حجم سیارهٔ بهرام برابر با ۱۵ درصد حجم زمین است و می‌توان بیش از شش سیاره به اندازهٔ مریخ را درون زمین جای‌داد. سیارهٔ برجیس بزرگترین سیارهٔ منظومهٔ شمسی است و می‌توان ۱۳۲۱ سیاره به اندازهٔ زمین را درون آن جای‌داد. سیارهٔ کیوان نیز دومین سیارهٔ بزرگ منظومهٔ شمسی است و می‌توان ۷۶۴ سیاره به اندازهٔ زمین را درون آن جای داد.[۶۸]

چگالی زمین برابر با ۵٫۵۱۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.[۲۸] این عدد، چگالی متوسط همهٔ مواد در زمین است و این سیاره چگال‌ترین سیاره در منظومهٔ شمسی است. اگر فشرده‌سازی گرانشی که عامل چگال‌بودن زمین است، وجود نداشت، سیارهٔ تیر که دومین سیارهٔ چگال منظومهٔ شمسی است، چگال‌ترین سیارهٔ این منظومه می‌شد. چگالی زمین با تقسیم جرم زمین بر حجم آن محاسبه و سپس از کیلوگرم بر کیلومتر (kg/km) به گرم بر سانتی‌متر (g/cm) ساده می‌شود.[۶۹]

پدیده‌ها و بلایای طبیعی[ویرایش]

ساختمان‌های آسیب‌دیده در پورتو پرنس، هائیتی به موجب زمین‌لرزه هائیتی (۲۰۱۰)
  • زمین‌لرزه: هر لرزش ناگهانی زمین ناشی از عبور امواج لرزه‌ای از میان سنگ‌های زمین است. هنگامی که انرژی در پوستهٔ زمین ذخیره می‌شود، امواج لرزه‌ای تولید می‌شود. این امواج در اثر آزاد شدن، بر سنگ‌های زمین فشار می‌آورند و در اثر شکستی و لغزش این سنگ‌ها، زمین‌لرزه رخ می‌دهد. زمین‌لرزه اغلب در امتداد گسل‌های زمین‌شناسی رخ می‌دهد. بزرگ‌ترین خطوط‌های گسل زمین در حاشیه و کنارهٔ بشقاب‌های زمین‌ساختی وجود دارد.[۷۰]
  • سونامی: معمولاً توسط یک زمین‌لرزه یا لغزش زیر آبی و ساحلی و یا فوران آتشفشان رخ می‌دهد و شامل امواج فاجعه‌بار اقیانوسی است. پس از رخ‌دادن زمین‌لرزه یا برخی پدیده‌های طبیعی دیگر، امواج نوسانی ساده‌ای بر روی سطح اقیانوس‌ها شکل می‌گیرد و گسترش می‌یابد. سرعت سونامی در آب‌های عمیق می‌تواند تا ۸۰۰ کیلومتر بر ساعت (۵۰۰ کیلومتر بر ساعت) برسد. طول موج این امواج حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلومتر (۶۰۰ تا ۱۲۰ مایل) و دامنهٔ (ارتفاع) آن‌ها ۳۰ تا ۶۰ سانتی‌متر (۱ تا ۲ فوت) و دورهٔ آن از ۵ دقیقه تا بیش از ۱ ساعت است.[۷۱]
  • سیل: بالاآمدن آب بر روی زمین به ویژه زمین خشک است، مانند این که رودخانه دشتی را غرق می‌کند و یک دشت سیلابی پدید می‌آورد.[۷۲]
  • آتشفشان: فوران و بیرون ریختن گدازه و سنگ‌های گداخته در پوستهٔ زمین است. با این که فوران‌های آتشفشانی جذاب و تماشایی هستند، می‌تواند جان و مال مردم را به ویژه در مناطق پرجمعیت جهان بگیرد. گاهی اوقات با آغاز تجمع تفتال (ماگما) در مخازن نزدیک سطح زمین و پیش از بیرون ریختن از زمین، ممکن‌است زمین‌لرزه‌های کوچکی رخ‌دهد.[۷۳]

زمین‌شناسی اقتصادی[ویرایش]

نوشتار اصلی: زمین‌شناسی اقتصادی

زمین‌شناسی اقتصادی نظم و انضباط علمی در رابطه با توزیع ذخایر معدنی، ملاحظات بازاریابی و ارزیابی ذخایر در دسترس است. معاملات زمین‌شناسی اقتصادی شامل معاملات کانی‌های فلزی، سوخت سنگواره‌ای (مانند نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ) و مواد دیگری مانند نمک، گچ و سنگ ساختمان است که ارزش تجاری داشته‌باشند. اصول و روش‌هایی در زمینه‌های مختلف دانش‌ها و علوم زمین‌شناسی به ویژه ژئوفیزیک، زمین‌شناسی ساختاری و چینه‌شناسی اعمال می‌شود. هدف اصلی این اصول و روش‌ها، راهنمایی اکتشاف کانی‌ها و کمک معادن به اقتصاد است. کارشناسان و متخصصان زمین‌شناسی اقتصادی اغلب در استخراج کانی‌ها کمک می‌کنند.[۷۴]

جستارهای وابسته[ویرایش]

واژه‌نامه[ویرایش]

  1. P-Wave
  2. S-Wave
  3. Pangaea
  4. Ocean
  5. Panthalassa
  6. Alfred Wegener
  7. Mesosaurus
  8. Permain
  9. Jurassic
  10. Oceania
  11. Plateau
  12. Perito Moreno Glacier
  13. Granite
  14. Basalt
  15. Nuvvuagittuq greenstone belt
  16. Magma
  17. Silicate Compounds
  18. Mohorovicic Discontinuity
  19. Moho
  20. Gutenberg Discontinuity
  21. Lithosphere
  22. Jean de Fuca Plate
  23. Asthenosphere
  24. Peridotite
  25. Lehmann Discontinuity
  26. Bruce McCandless II
  27. STS-41-B
  28. Johannes Kepler

یادداشت‌ها[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. Marshall, Scott. “Earth’s Composition and Structure: A Journey to the Center of the Earth”. Appalachian State University. Archived from the original on 03 April 2014. Retrieved 18 November 2013. 
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ “Structure, Composition, and Rheology of the Earth”. University of South Florida. Archived from the original on 03 April 2014. Retrieved 18 November 2013. 
  3. “What are the Rare Earths?”. Ames Laboratory. Archived from the original on 03 April 2014. Retrieved 18 November 2013. 
  4. Eugene C. Robertson. “The Interior of the Earth”. United States Geological Survey, 11 November 2013. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  5. “The Interior of the Earth”. University of Tennessee, 27 April 1997. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  6. “boring machine”. Encyclopedia Britannica, 18 June 2008. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 25 October 2013. 
  7. “Precambrian Time”. National Geographic, 21 January 2010. Archived from the original on 03 April 2014. Retrieved 16 November 2013. 
  8. “continental drift”. National Geographic, 9 October 2012. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  9. Matt Rosenberg. “Largest Continent - The World's Largest Continent”. About, 22 May 2007. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  10. “Pangea (supercontinent)”. Encyclopedia Britannica, 30 April 2008. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  11. ۱۱٫۰ ۱۱٫۱ “Oceans and Seas”. About. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  12. “Frequently Asked Questions”. National Geographic, 6 March 2008. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  13. “Mount Everest (mountain, Asia)”. Encyclopedia Britannica, 22 April 2008. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  14. Amanda Briney. “Geography of the World's Oceans”. About, 18 November 2010. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  15. “landform”. National Geographic, 11 November 2013. Archived from the original on 11 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  16. “mountain (landform)”. Encyclopedia Britannica, 30 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 27 July 2013. 
  17. “continental landfor (geology)”. Encyclopedia Britannica, 28 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 10 August 2013. 
  18. “River Landform”. The Canadian Encyclopedia, 11 November 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 9 August 2013. 
  19. “Fluvial Geomorph”. Louisiana Tech University, 25 January 2003. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  20. “glacial landform”. Encyclopedia Britannica, 2 May 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  21. “Coastal Landforms and Processes”. University of Wisconsin–Stevens Point, 24 August 2007. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  22. Doug Donald. “Does the Ocean Floor Have Landforms Similar to the Continents?”. eHOW, 4 September 2011. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  23. “volcanic landforms”. San Diego State University, 27 January 2001. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  24. ۲۴٫۰ ۲۴٫۱ “Glossary of Terms: A”. Physical Geography, 18 February 2004. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 11 August 2013. 
  25. “Aeolian Landform”. The Canadian Encyclopedia, 13 October 2012. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 9 August 2013. 
  26. Rafferty, John. “Anthropocene Epoch (geochronology)”. Encyclopedia Britannica. Archived from the original on 03 April 2014. Retrieved 18 November 2013. 
  27. ۲۷٫۰ ۲۷٫۱ ۲۷٫۲ “Crust”. National Geographic, 14 October 2012. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  28. ۲۸٫۰ ۲۸٫۱ ۲۸٫۲ ۲۸٫۳ “Earth: Facts & Figures”. NASA, 16 December 2003. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  29. “Crust”. Richard Stockton College of New Jersey, 12 November 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 23 July 2013. 
  30. ۳۰٫۰ ۳۰٫۱ ۳۰٫۲ ۳۰٫۳ “The Earth's Inside”. University of Colorado Boulder, 25 August 1999. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 July 2013. 
  31. “oceanic crust (geology)”. Encyclopedia Britannica, 21 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 July 2013. 
  32. “The Mantle”. Oregon State University, 17 October 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  33. ۳۳٫۰ ۳۳٫۱ ۳۳٫۲ ۳۳٫۳ “mantle”. National Geographic, 21 October 2012. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 July 2013. 
  34. W. K. Brown, K. H. Wohletz. “SFT and the Earth's Tectonic Plates”. Los Alamos National Laboratory, 30 October 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 July 2013. 
  35. “Plate Tecnotics”. University of Texas at Austin, 18 January 2002. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 July 2013. 
  36. “lithosphere (geology)”. Encyclopedia Britannica, 18 May 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  37. ۳۷٫۰ ۳۷٫۱ “lithosphere”. National Geographic. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  38. Matt Rosenberg. “Atmosphere, Biosphere, Hydrosphere, Lithosphere”. About, 11 September 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  39. “Earthquake Glossary - lithosphere”. United States Geological Survey. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  40. JERRY COFFEY. “What Is Lithosphere”. Universe Today, 14 September 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 23 July 2013. 
  41. “Plate Tectonics”. National Geographic, 18 January 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  42. “What are the different types of plate tectonic boundaries?”. National Oceanic and Atmospheric Administration, 28 September 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  43. “Convergent plate boundaries”. National Park Service, 28 April 2004. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 23 July 2013. 
  44. “Plate Boundaries” (PDF). IRIS Consortium, 28 May 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  45. “United States Geological Survey”. USGS Geology in the Parks, 23 August 2006. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  46. “About Transforms”. About, 10 December 2003. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 22 July 2013. 
  47. “Earthquake Glossary - asthenosphere”. United States Geological Survey, 11 May 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  48. “asthenosphere (geology)”. Encyclopedia Britannica, 21 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  49. “How is the asthenosphere different from the lithosphere?”. University of California, Santa Barbara, 29 October 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  50. “Structure of the Earth”. Georgia State University, 11 February 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  51. “Planet Earth: Probing beyond the surface”. University of Michigan, 5 October 1999. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  52. ۵۲٫۰ ۵۲٫۱ ۵۲٫۲ ۵۲٫۳ ۵۲٫۴ 14 February 2008. “core”. National Geographic. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  53. Tim Stephens. “New details of Earth's internal structure emerge from seismic data”. University of California, Santa Cruz, 3 December 2001. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  54. “Outer Core”. Oregon State University, 17 October 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  55. “Inside the Earth”. National Geographic, 26 November 2010. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  56. ۵۶٫۰ ۵۶٫۱ “Inner Core”. Oregon State University, 17 October 2008f. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  57. ۵۷٫۰ ۵۷٫۱ “Earth's core far hotter than thought”. BBC NEWS, 26 April 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  58. LOUIS BERGERON. “Earth's iron core is surprisingly weak, Stanford researchers say”. Stanford University, 16 May 2013. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  59. “gravity (physics)”. Encyclopedia Britannica, 6 May 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 27 July 2013. 
  60. “Gravity”. Stanford University, 10 May 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 27 July 2013. 
  61. Glen Thorncroft. “How precise is Earth’s gravity?” (PDF). California Polytechnic State University, 19 September 2006. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 27 July 2013. 
  62. “Generation of the Earth's magnetic field”. Natural Resources Canada, 24 August 2012. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 July 2013. 
  63. “Inside Earth”. Smithsonian Institution, 6 March 2005. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  64. “Lesson 2: Temperature, Pressure, and the Earth” (PDF). NASA, 16 October 2006. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  65. “looking inside the earth”. COTF, 10 October 1997. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 8 August 2013. 
  66. “The Crust”. Oregon State University, 17 October 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  67. FRASER CAIN. “Earth’s Mass”. Universe Today, 9 December 2009. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  68. ABBY CESSNA. “Volume of the Planets”. Universe Today, 10 August 2009. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  69. JERRY COFFEY. “Density of the Earth”. Universe Today, 10 March 2009. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 28 July 2013. 
  70. Bruce A. Bolt. “earthquake (geology)”. Encyclopedia Britannica, 28 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 October 2013. 
  71. “tsunami (water wave)”. Encyclopedia Britannica, 25 May 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 October 2013. 
  72. “flood”. Encyclopedia Britannica, 30 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 October 2013. 
  73. Barbara B. Decker. “volcano (geology)”. Encyclopedia Britannica, 30 April 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 24 October 2013. 
  74. “economic geology”. Encyclopedia Britannica, 11 June 2008. Archived from the original on 12 November 2013. Retrieved 25 October 2013. 
  75. “Atmospheric Pressure force exerted by the weight of the air”. University of Illinois at Urbana–Champaign, 23 January 1998. Archived from the original on 28 July 2013. Retrieved 20 April 2013. 

پیوند به بیرون[ویرایش]

ساختار زمین در پروژه‌های خواهر

در ویکی‌انبار پرونده‌های مرتبط در ویکی‌انبار